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用于雙目頭眼協調運動的控制系統及其定位方法與流程

文檔序號:12539569閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述控制系統包括轉動構件,所述轉動構件上設置有:

第一相機以及驅動第一相機相對于所述轉動構件做俯仰和偏轉動作的第一驅動裝置;

第二相機以及驅動第二相機相對于所述轉動板做俯仰和偏轉動作的第二驅動裝置。

2.根據權利要求1所述的用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述第一驅動裝置包括用于驅動所述第一相機實現俯仰動作的第一電機和用于驅動所述第一相機實現偏轉動作的第二電機,并且所述第一電機上設置有第一旋轉編碼器,所述第二電機上設置有第二旋轉編碼器。

3.根據權利要求2所述的用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述第二驅動裝置包括用于驅動所述第二相機實現俯仰動作的第三電機和用于驅動所述第二相機實現偏轉動作的第四電機,并且所述第三電機上設置有第三旋轉編碼器,所述第四電機上設置有第四旋轉編碼器。

4.根據權利要求3所述的用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述第一、第二、第三和第四電機均是步進電機;并且/或者所述第一、第二、第三和第四電機上均設置有限位開關;并且/或者所述第一、第二、第三和第四旋轉編碼器均是光電式旋轉編碼器。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述控制系統還包括旋轉架,所述轉動構件可旋轉地安裝到所述旋轉架上,并且所述旋轉架的側面設置有驅動所述轉動構件轉動的第三驅動裝置。

6.根據權利要求5所述的用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述第三驅動裝置包括第五電機,所述第五電機用于驅動所述轉動構件轉動;并且所述第五電機上設置有第五旋轉編碼器。

7.根據權利要求6所述的用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述第三驅動裝置還包括蝸輪蝸桿副,所述第五電機通過所述蝸輪蝸桿副驅動所述轉動構件轉動。

8.根據權利要求7所述的用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述旋轉架的底部設置有驅動所述旋轉架旋轉的第四驅動裝置;并且所述第四驅動裝置包括第六電機;并且所述第六電機上設置有第六旋轉編碼器。

9.根據權利要求8所述的用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述第五和第六電機均是步進電機;并且/或者所述第五和第六電機上均設置有限位開關;并且/或者所述第五和第六旋轉編碼器均是光電式旋轉編碼器。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的用于雙目頭眼協調運動的控制系統,其特征在于,所述轉動構件上在所述第一相機和所述第二相機之間設置有視覺定位板,所述第一相機和所述第二相機通過所述定位板進行初始定位。

11.一種用于雙目頭眼協調運動的定位方法,其特征在于,所述定位方法包括以下步驟:

將兩個相機分別進行初始定位;

通過離線標定的相機內參數和手眼參數實時獲得兩個相機之間的外參數矩陣。

12.根據權利要求11所述的用于雙目頭眼協調運動的定位方法,其特征在于,所述將兩個相機分別進行初始定位的步驟進一步包括:

將控制兩個相機的電機通電,使電機順時針或逆時針旋轉,當電機觸動限位開關時,使電機停止運動,從而使兩個相機被初始粗定位;

采用基于橢圓中心擬合的視覺推算定位方法對兩個相機進行精確初定位。

13.根據權利要求12所述的用于雙目頭眼協調運動的定位方法,其特征在于,所述采用基于橢圓中心擬合的視覺推算定位方法對兩個相機進行精確初定位的步驟進一步包括:

在初始位置在視覺定位板上打印標準圓;

采用一維Prewitt算子分別沿橫向和縱向對圖像進行掃描,獲取邊緣點;

對邊緣點用最小二乘法進行橢圓擬合,獲得橢圓中心;

控制相機運動,使橢圓中心與相機像平面中心重合,從而完成視覺推算定位。

14.根據權利要求11至13中任一項所述的用于雙目頭眼協調運動的定位方法,其特征在于,所述通過離線標定的相機內參數和手眼參數實時獲得兩臺相機之間的外參數矩陣的步驟進一步包括:

采用平面標定法分別獲得兩個相機的內參數和畸變參數;

通過立體標定獲得初始位置時第一相機相對于第二相機的外參數矩陣;

通過手眼標定獲得兩個相機相對于各自運動模塊末端的外參數。

15.根據權利要求14所述的用于雙目頭眼協調運動的定位方法,其特征在于,所述通過離線標定的相機內參數和手眼參數實時獲得兩臺相機之間的外參數矩陣的步驟進一步包括:

根據初始位置時第一相機相對于第二相機的外參數矩陣和兩個相機相對于各自運動模塊末端的外參數,實時計算兩個相機之間的外參數矩陣。

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